游离整体细胞法工业化生产L-天冬氨酸

利用游离整体细胞催化技术在工业规模上进行Ｌ－天冬氨酸的生产,发现游离整体细胞催化技术不仅缩短了工艺流程,减少了设备投资,而且反应效率（生产效率）、生产能力、生产成本等方面均优于传统的固定化细胞法。     

细胞色素P450酶催化反应动力学研究进展

细胞色素P450是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶,在生物体内分布广泛,主要催化机体内源和外源性物质在体内的氧化反应.细胞色素P450种类的多样性、催化反应类型的多样性以及底物的广谱性使其成为自然界最具催化作用的生物催化剂.在临床药物的生物学转化中,它参与大部分药物的生物氧化,因此具有重要的生物学意义.本文主要对细胞色素P450的催化反应机理,尤其是细胞色素P45催化下乙醇氧化的反应机理,及其在药代动力学方面的研究进行了综述.     

生物信息学在工业生物催化研究中的应用

随着石油等不可再生资源的日益减少以及环境污染问题的日益严重,应用工业生物催化技术改造或取代传统化工工艺已经成为新世纪化学工业可持续发展的研究热点。工业生物催化技术的研究对象是生物催化剂及其催化过程。近来,利用生物信息学技术进行工业生物催化研究已经越来越受到人们的重视。随着工业生物催化的发展,生物信息学将直接指导并加快新型高效生物催化剂的发现及功能改造进程。     

生物催化剂研发及生物催化技术的产业化

资源危机与环境压力已经成为现代人类社会实现可持续发展的主要瓶颈,着眼于发展环境友好、过程高效的工业生物技术,有望对社会发展产生巨大的引领和带动作用,工业生物技术的发展将成为解决能源、环境和资源问题的关键,而生物催化是工业生物技术的核心技术.本文介绍了生物催化在工业可持续发展中的地位,国内外研究进展及其影响,并对新型生物催化剂的发现与新的催化功能的开发应用实例进行了介绍.     

生物催化与生物转化研究进展

由于生物催化过程具有高效、高选择性、条件温和、环境友好等优点,因此成为可持续发展过程中替代和拓展传统有机化学合成的重要方法。近两年的进展集中于新生物催化剂的发现和改造,以及将生物催化和生物转化应用于工业过程的探索,包括开发新的反应体系,新的固定化方法等。可以预见,在医药中间体等高附加值化工产品的生产过程中,生物催化和生物转化的应用将呈现加速增长趋势。     

毕赤酵母Gpn12异戊烯基转移酶NovQ催化合成MK-3

对异戊烯基转移酶NovQ在毕赤酵母Gpn12异源表达过程中诱导剂甲醇添加量进行了探究,并以毕赤酵母Gpn12全细胞为酶源,以甲萘醌、异戊烯醇为前体,催化合成维生素K2(MK-3)。每24 h添加2%甲醇时,NovQ表达量提高约36%。考察摇瓶中初始pH、温度、甲醇添加量、前体(甲萘醌、异戊烯醇)添加量、催化时间、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量等7个因素对Gpn12全细胞催化合成MK-3的影响,发现催化温度、甲萘醌添加量、催化时间影响显著,对3个显著因素进行响应面优化得出催化条件为:催化温度31.56℃,甲萘醌添加量295.54 mg/L,催化时间15.87 h,优化后的摇瓶MK-3产量达到98.47 mg/L,与响应面预测结果一致,较优化前对照组提高了35%。在30 L发酵罐进行生物催化实验,催化时间24 h,细胞催化剂浓度220 g(干重)/L,MK-3产量达到189.67 mg/L。该方法为Gpn12规模化生产MK-3奠定了一定的基础。     

酶制剂对生物化学品工业生产过程的影响

文章简单回顾了近年来生物催化,主要是酶催化的进展,着重以几个实例说明工业酶制剂在大宗化学品的生产、生物转化上的应用及其对生产过程的影响,并对未来酶制剂在生物催化和生物转化方面的发展进行了展望。     

有机化合物生物催化研究进展

随着近十几年来工业生物技术的发展,有机化合物的生物催化也取得了飞速的进步.近几年的研究集中在:新生物催化剂的筛选和酶的定向改造;非水相生物催化中酶有机溶剂耐受性的增强和非传统介质的应用;生物催化在手性化合物,药物等精细化学品领域的应用;组合生物催化作为组合化学和生物催化相结合而成的一个新技术生长点,并取得一定的进展,为新药的开发提供一种切实可行的方法.     

手性医药化学品生物催化合成进展与实践

手性生物催化是利用生物催化剂对手性分子构型的识别能力进行选择性催化的新型物质加工过程,具有催化效率高、选择性强和反应条件温和等优势。近十年来,生物催化技术快速崛起,树立了多个大品种原料药过程替代的成功范例,成为手性医药化学品绿色制造不可或缺的重要工具。笔者分析了生物催化商业和学术发展的新动向,并结合笔者在手性药物生物催化合成的产业化开发实践,指出了今后的发展方向。     

重组大肠杆菌全细胞催化L-苏氨酸合成2,5-二甲基吡嗪

2,5-二甲基吡嗪(2,5-dimethylpyrazine,2,5-DMP)在食品香料与医药方面具有重要的经济价值,工业上普遍采用环境不友好且反应条件苛刻的化学合成法来生产.文中结合代谢工程和辅因子工程策略设计高效催化L-苏氨酸合成2,5-DMP的全细胞催化剂,实现微生物转化法合成2,5-DMP.本研究首先分析了不同...     

生物催化：药物的绿色生产方法

生物催化与生物转化是以微生物或酶作为催化剂,以可再生资源取代化石资源,大规模生产人类所需的化学．品、医药、能源、材料等,是解决人类目前面临的资源、能源和环境危机的有效手段。生物催化的独特优点为生产有用药物小分子提供了极大的可能。近年来,由于蛋白质工程的发展,基因工程的进步及许多新型酶的应用（如腈水解酶和醇腈醛化酶）,已有企业采用生物催化进行药物生产。然而,工业上的需求迫使生物催化进一步向前发展,这就要求制药企业在进行药物合成路线设计的时候,不但要考虑经济效益,     

生物催化立体选择性氧化还原中存在问题及其发展策略

以立体选择性氧化还原酶或其全细胞催化的不对称氧化还原反应已经成为转化光学活性手性醇及其他手性化合物的有效手段。然而,生物催化氧化还原反应体系存在着催化活性与专一性、反应体系与催化稳定性等生物催化剂所固有的局限性问题,而且,生物氧化还原反应必需辅酶及其再生问题也是限制该转化途径产业化应用的一个重要因素。围绕上述生物催化立体选择性氧化还原中存在的关键问题,现代分子生物技术及反应工程的不断突破和发展为改善生物催化立体选择性氧化还原在催化剂本身和反应工程方面的局限性提供了有效的发展策略,为其进一步大规模产业应用提供了发展基础。     

催化山梨醇脱水制备异山梨醇的固体酸催化剂

为提高目标产物异山梨醇的产率,考察多种固体酸催化剂催化山梨醇脱水的反应性能。结果表明:催化剂酸性与其催化性能之间有密切联系,酸性较强的H3PO4/Nb2O5催化剂显示出比其他催化剂更优异的催化性能。对磷酸负载量进行优化后,在n(P)/n(Nb)为0.8的H3PO4/Nb2O5催化剂上得到了100%的山梨醇转化率和63%的异山梨醇选择性。     

微生物细胞通透性改善方法与策略

与酶催化相比,全细胞催化可以避免昂贵、繁琐的酶提取与纯化过程,可以进行涉及多个代谢途径和辅酶再生的生化反应。但是由于细胞膜和细胞壁对底物和产物的传质限制,常导致微生物细胞的催化效率低下。细胞透性化技术可以在不破坏细胞有机整体结构的情况下改善细胞被膜的通透性,使得小分子物质和一些较大分子物质能够自由进出细胞,从而提高细胞催化效率。目前,细胞透性化方法主要有三类方法:透性化试剂添加法、物理处理法和分子生物学法。本文将对微生物细胞的透性化方法与策略做一综述,以期为开展微生物细胞透性化研究提供一些参考。     

白色生物技术及其应用进展

“白色”生物技术也叫做工业生物技术,是利用某些微生物或酶进行物质转化,生产新产品或改进原有工业处理过程的技术。其产品可生物降解,生产过程能耗低,废弃物少。它是一门涉及生物学、微生物学、分子生物学、化学以及工程学等多学科的研究领域。综述了白色生物技术的产业优势及其涉及的研究领域,并从生物催化、生物材料、生物能源等方面概述了白色生物技术的应用进展。     

基于钙基催化剂的生物质焦油催化裂解试验

生物质气化技术是生物质高值利用的重要技术之一，然而却存在副产品焦油难以处理的问题。为了解决生物质气化过程中副产品焦油的问题，以钙基催化剂为床料，在流化床反应器内开展焦油催化裂解试验。结果表明，钙基催化剂对焦油裂解具有很好的催化作用，可显著提高焦油裂解效率；流化床的操作条件对生物质焦油的催化裂解过程产生了重要影响，即操作温度越高，焦油裂解效率也越高，加入适当比例的水蒸气可以提高焦油裂解效率，且能增大产品气的产量。研究结果显示，添加钙基催化剂后，理想的操作温度为850℃，水蒸气与焦油质量比例为5∶1。研究结果为焦油的再利用相关研究提供了参考。     

6-α-葡糖基-β-环糊精对辣根过氧化物酶性能的影响

辣根过氧化物酶 (ＨＲＰ ,ＥＣ1 .1 1 .1 .1 7)催化酚类及芳香胺类物质进行羟基化、氧化或聚合。这些反应在精细化学品、食品添加剂、功能性材料制备以及有机废水治理中具有重要的应用价值[1]。但是由于在某些条件下酶的稳定性及催化活性较低 ,限制了其在工业中的应用范围。酶的稳定性可以通过对酶分子所处微环境性质的调节而加以改善。实现这种作用的一种有效方法是利用一些特殊成分 ,如糖苷类、多元醇类 ,或有机溶剂与酶之间的修饰作用[2 ]。有关研究显示 ,这些成分能够起到调节酶分子的亲水性 /疏水性及空间构象 ,改善其催化性能及对环境…     

新型工业酶制剂的进步对生物化学品工业生产过程的影响

工业酶制剂对化工和生物化工产品生产的影响有两方面,一是直接催化生产,另一方面是辅助发酵菌进行生产。以下简单回顾了酶制剂在工业领域的应用现状,注重讨论酶制剂在淀粉糖等方面的直接催化应用和在酒精发酵生产等方面的辅助作用,分析新型酶制剂对生产过程的影响及带来的益处,促进行业的可持续发展。     

生物质催化转化制备呋喃基化学品和酚类化合物

生物质转化制备精细化学品是解决石油能源危机的重要途径之一。其中,纤维素及半纤维素转化合成呋喃基化学品与木质素转化制酚类化合物是主要的反应路线,特别是借助催化技术加速生物质转化更是当今化学领域的研究重点;依据催化反应体系的不同,对近年来用于生物质催化转化的反应媒介以及催化剂研究进展进行了综述,并对未来生物质催化转化研究方向的发展前景进行了展望。     

脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展

生物柴油,一种新型的清洁能源燃料,具有可再生、可生物降解、环境友好等优良的品性,可部分或全部替代石化柴油。碱催化法、脂肪酶催化法及超临界法是合成生物柴油的主要工艺,其中脂肪酶催化法是一种节能型、环保型工艺,在节能和环保方面,有着碱催化法无可比拟的优越性,具有良好的工业应用前景。但目前在实现产业化的进程中仍存在如酶成本高、稳定性较差、甲醇对酶的失活效应及反应时间长等瓶颈问题。通过固定化技术和全细胞催化剂的采用、甲醇流加方式的改进、溶剂工程的改善及酰基受体和耐醇酶的开发等技术手段,结合固定床生物反应器,较好地解决了这些瓶颈问题,从而推进了酶催化法合成生物柴油的工业化进程。本文主要对酶法合成生物柴油工艺存在的主要问题及相应对策研究进展进行概括介绍,并对其工业化发展前景进行讨论。